專(zhuān)利名稱(chēng)：用于生產(chǎn)雙極晶體管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)雙極晶體管的方法。
背景技術(shù)：
盡管本發(fā)明原則上可用于任意的雙極晶體管，但是將針對(duì)DPSA晶體管說(shuō)明本發(fā)明和其所基于的問(wèn)題區(qū)域。
如例如T.F.梅斯特等在IEMD technical Digest(IEMD技術(shù)文摘)1995，pp.739-741中所披露，DPSA(雙多晶硅自定位)晶體管將專(zhuān)門(mén)淀積的p+型多晶硅和n+型多晶硅層用作p+型基極引出端和n+型發(fā)射極接點(diǎn)。在這種情況下，在發(fā)射窗中，n+型多晶硅發(fā)射極層與基極引出端的p+型多晶硅層由隔離層以自定位的方式絕緣。由于其橫向和垂直的易擴(kuò)縮性和較小寄生電容和阻抗分量，DPSA晶體管結(jié)構(gòu)最適合于非常高速的應(yīng)用。在這種情況下，DPSA晶體管可以包含離子注入的Si基極和外延淀積的SiGe基極。
圖4是如T.F.梅斯特等在IEMD technical Digest 1995，pp.739-741中所披露的已知DPSA晶體管的示意圖。
在圖4中，標(biāo)號(hào)1表示硅半導(dǎo)體襯底，10表示采用埋層形式的n+型子集電極區(qū)域，20表示p+型通道阻擋區(qū)域，25表示n+型集電極區(qū)域，30表示p型基極區(qū)域，35表示CVD絕緣氧化層，15表示LOCOS絕緣氧化層，40表示p+型基極引出端，45表示n+型集電極接點(diǎn)，55表示包括氧化硅/氮化硅的雙隔離層，50表示n+型發(fā)射極接點(diǎn)。
圖5a-c是針對(duì)用于生產(chǎn)DPSA晶體管的通常方法的發(fā)射極接點(diǎn)的方法步驟地示意圖，與圖1不同，標(biāo)號(hào)55′表示由氧化物制造的單個(gè)隔離層。標(biāo)號(hào)F表示在層35和40中的發(fā)射窗。
為了生產(chǎn)n+型發(fā)射極接點(diǎn)，在DPSA晶體管的情況下，在有源p+型基極區(qū)域上形成覆蓋發(fā)射窗F的側(cè)壁的氧化物隔離層55′之后，n+摻雜(離子注入或原地?fù)诫s)的n+型多晶硅層60以多晶式施加到有源晶體管區(qū)域上以及周?chē)慕^緣區(qū)上。
之后，為了形成最終的發(fā)射極接點(diǎn)60，n+型多晶硅層60通過(guò)光致技術(shù)各向異性地形成圖案，并且n+型摻雜劑通過(guò)熱步驟被驅(qū)入基極區(qū)域30的下面的單晶Si材料中例如20nm(圖5)。這產(chǎn)生由單晶部分31和多晶部分50構(gòu)成的n+型發(fā)射極。
在這種生產(chǎn)方法中，0.5-2nm的自然氧化物膜36在隔離層蝕刻和n+型多晶硅發(fā)射極淀積在發(fā)射極的單晶部分和多晶部分之間的有源晶體管區(qū)域上的之間的時(shí)間中形成。所述自然氧化物層36的厚度略微影響DPSA晶體管的電流增益和發(fā)射極阻抗，然而僅該厚度極難控制。
在具有離子注入的Si基極的DPSA晶體管的情況下，為了實(shí)現(xiàn)充分高的電流增益自然界面氧化物36是必須的。相反，在一體SiGe基極的情況下，自然氧化物層36不再是必須的，因?yàn)檫@種DPSA晶體管單獨(dú)由于在基極中的Ge含量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了充分高的電流增益。此外，隨著增加這些DPSA晶體管中的發(fā)射窗F的橫向縮放比例，發(fā)射極阻抗增加的不利因素在更大的程度上變得明顯。這是由于這種發(fā)射極阻抗的增加導(dǎo)致截止頻率的顯著降低并且現(xiàn)今限制DPSA晶體管的橫向可量測(cè)性。
這是由于在DPSA晶體管的n+型發(fā)射極和多/單中間層中的自然界面氧化物36以及在DPSA晶體管的狹窄發(fā)射窗F中的n+型多晶硅層的截止電導(dǎo)率引起的。
另一方面，偏離DPSA晶體管的SiGe雙極晶體管結(jié)構(gòu)是已知的，在這種情況下，一體的n+型發(fā)射極完全是單晶(見(jiàn)H.U.Schreiber等，Electronic Letter1989，Vol.25，pp.185-186).
因此，根據(jù)H U.Schreiber等，在上述引文中描述了所謂的雙臺(tái)面式晶體管，為了生產(chǎn)該雙臺(tái)面式晶體管，首先，摻n-雜質(zhì)的集電極，SiGe基極，摻n-雜質(zhì)的外延發(fā)射極和摻n+雜質(zhì)單晶發(fā)射極管帽在單個(gè)外延步驟中施加在裸Si晶片上。然后，施加的外延層形成圖案并通過(guò)金屬化適當(dāng)?shù)亟佑|連接。與DPSA晶體管相比，雙臺(tái)面式晶體管具有顯著較大的橫向尺寸，該尺寸限制了這種晶體管結(jié)構(gòu)的電路性能。因此，例如，在這種晶體管結(jié)構(gòu)中，橫向有效的發(fā)射極寬度必須總是大于與發(fā)射極接觸的接觸孔。
同樣，根據(jù)US6,177,717B1，其中描述了單個(gè)多(SP)晶體管，其中摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極區(qū)域以單晶的方式在CVD反應(yīng)器中淀積到SiGe基極上。這種SP晶體管與DPSA晶體管結(jié)構(gòu)相比也具有顯著的缺點(diǎn)。例如，缺少另外的p+型多晶硅淀積(厚度大約100-200nm)，這種淀積為了降低基極接觸阻抗在DPSA晶體管的情況下進(jìn)行。因此，盡管SP晶體管在放射窗中具有更大的平面布局，但是為了改進(jìn)基極整體阻抗它還要求在SiGe基極淀積之后對(duì)單晶SiGe基極引出端區(qū)域的P+型離子注入。所述p+型離子注入產(chǎn)生點(diǎn)缺陷，該點(diǎn)缺陷在隨后的工藝步驟期間擴(kuò)散到附近的有源區(qū)域中，在該處它們導(dǎo)致垂直的基極輪廓顯著加寬并且由此導(dǎo)致截止頻率顯著降低。在這種平面晶體管結(jié)構(gòu)中，為了改進(jìn)低頻噪聲以單晶的方式淀積的n+型發(fā)射極(與n+型單/多發(fā)射極相比)被引入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種改進(jìn)的用于生產(chǎn)雙極晶體管的方法，其中發(fā)射極阻抗能夠保持盡可能低。
上述目的通過(guò)如權(quán)利要求1中所述的雙極晶體管的方法實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供了用于雙極晶體管的生產(chǎn)方法，其中多/單Si邊界層和包含在其中的自然氧化物薄膜不再存在，因此可以生產(chǎn)具有最小可能的發(fā)射極阻抗的晶體管。
從屬權(quán)利要求涉及優(yōu)選實(shí)施方式。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，碳被混入發(fā)射極層。因此能夠防止后來(lái)的基極層外擴(kuò)散。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，熱處理步驟是迅速的退火步驟，優(yōu)選為燈加熱退火步驟。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，第二絕緣區(qū)域設(shè)置在集電極區(qū)域和基極引出端區(qū)域之間，并且在基極區(qū)域在集電極區(qū)域上在發(fā)射窗中有選擇地形成之前通過(guò)在窗中的濕式化學(xué)蝕刻被開(kāi)口。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，積極區(qū)域淀積在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)區(qū)域，而集電極區(qū)域埋在其中，所述集電極區(qū)域朝向頂端是裸露的，掩膜區(qū)域根據(jù)隨后的發(fā)射窗形成在基極區(qū)域之上，所述掩膜區(qū)域埋置在基極引出端區(qū)域和上覆的第一絕緣區(qū)域中，之后，形成窗。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，基極引出端區(qū)域以在原處摻雜質(zhì)的方式通過(guò)選擇性的外延在基極區(qū)域之上生長(zhǎng)。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，掩膜區(qū)域具有氧化物和上覆的氮化物層，氮化物層在形成窗期間被去除，第一側(cè)壁隔離層在氧化物層上形成在窗中，并且氧化物層然后通過(guò)濕式化學(xué)蝕刻被開(kāi)口。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，基極區(qū)域具有下部摻雜質(zhì)更高的第一基極基層和上部摻雜質(zhì)更少的基極覆蓋層，在其上，設(shè)置基極引出端區(qū)域，基極覆蓋層在熱處理步驟期間被從基極引出端區(qū)域向上摻雜質(zhì)。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，基極覆蓋層在形成掩膜區(qū)域之后減薄。這確?？煽康叵蛏蠐诫s質(zhì)。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式，在未被覆蓋的基極區(qū)域中的自然氧化物的去除在外延反應(yīng)器中通過(guò)在氫氣環(huán)境中的熱處理而進(jìn)行，并且發(fā)射極層的不同的淀積隨后在外延反應(yīng)器中在原地進(jìn)行。


下面將基于實(shí)施例參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1a，b示出了對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射極接點(diǎn)的方法步驟的示意圖；圖2a-g示出了根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第二個(gè)實(shí)施例的方法步驟的示意圖；圖3a-g示出了根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第三個(gè)實(shí)施例的方法步驟的示意圖；圖4示出了已知的DPSA晶體管的示意圖；圖5a-c示出了針對(duì)傳統(tǒng)的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的發(fā)射極接點(diǎn)的方法步驟的示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的或功能相同的部分。
圖1a，b是對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射極接點(diǎn)的方法步驟的示意圖。
原則上，這里描述了一種方法，該方法在有源發(fā)射極區(qū)域中和其附近以單晶n+型發(fā)射極層60a′代替DPSA晶體管的n+型多晶發(fā)射極層60。
為此，從圖5所示的處理狀態(tài)開(kāi)始，首先，在超凈外延反應(yīng)器中，在發(fā)射窗F的底部基極區(qū)域30的裸露硅上的自然氧化物薄膜36通過(guò)在H2環(huán)境中的熱處理(至少800℃)被去除。之后，在外延反應(yīng)器中，通過(guò)不同的外延，摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層60a、b以在原地?fù)诫sAs或P的方式在整個(gè)區(qū)域淀積(例如，1×1020cm-3-1×1021cm-3)。在這種情況下，如圖1a中所示，n+型發(fā)射極層作為裸露的硅區(qū)域上的單晶發(fā)射極區(qū)域60a和作為周?chē)难趸飬^(qū)域上的多晶發(fā)射極區(qū)域60生長(zhǎng)。例如，乙硅烷可以用作用于該低溫淀積(在大約450℃-650℃)的硅源。
為了盡可能避免在隨后的熱步驟期間在下面的SiGe基極30中硼輪廓的擴(kuò)散，可以在該n+型發(fā)射極層60a、b的淀積期間將碳(C)以1×1019cm-3至2×1020cm3的濃度引入摻n+型雜質(zhì)的發(fā)射極層60a、b中。該引入的C能夠結(jié)合例如在高摻雜As的Si層中的產(chǎn)生的點(diǎn)缺陷并且由此防止它們擴(kuò)散到SiGe基極30中而導(dǎo)致該處不規(guī)則的高碳擴(kuò)散。
特別是在單晶發(fā)射極處引入C是非常有利的，因?yàn)檫@里沒(méi)有代表點(diǎn)缺陷的勢(shì)壘的n+型多/單邊界層。
在該整個(gè)區(qū)域的n+型發(fā)射極淀積之后，n+型層60a、60b在光致步驟中形成圖案，以便形成最終發(fā)射極接點(diǎn)60a′、60b′并且進(jìn)行較短的燈加熱退火步驟(例如，980℃，4s)，以激括n+型雜質(zhì)，如圖1b中所示。
在該熱步驟期間，n+型雜質(zhì)擴(kuò)散到施加的n+型外延層之下的SiGe基極30的Si材料中幾納米。此外，該熱步驟導(dǎo)致在發(fā)射窗F的側(cè)壁區(qū)域上的摻n+雜質(zhì)的多晶材料的部分再結(jié)晶。換而言之，單晶發(fā)射極區(qū)域31形成在早期的基極區(qū)域30的部分中，并且單晶發(fā)射極區(qū)域60a被加大以形成單晶發(fā)射極區(qū)域60a′，該單晶發(fā)射極區(qū)域在極大程度上以發(fā)射窗F的氧化物隔離層55′覆蓋側(cè)壁。
這種方法因此避免了在發(fā)射窗F底部的多/單晶邊界層和出現(xiàn)在其中的界面氧化物36。由此，通過(guò)該方法橫向成比例的DPSA晶體管的發(fā)射極阻抗能夠顯著降低。此外，與同樣厚度的n+型多晶層相比，在發(fā)射極中的單晶n+型硅層60a′的薄層阻抗降低3倍或更多。為了在縱橫比不利的DPSA的狹窄發(fā)射窗F中實(shí)現(xiàn)最低可能的發(fā)射極阻抗，這是同樣非常有利的。
下面將詳細(xì)描述結(jié)合根據(jù)上述方法的摻n+雜質(zhì)的單晶發(fā)射極的DPSA晶體管的實(shí)施例。它們涉及通過(guò)選擇性的SiGe基極外延產(chǎn)生的DPSA晶體管和通過(guò)整個(gè)區(qū)域SiGe基極外延產(chǎn)生的DPSA晶體管。
圖2a-g是根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第二實(shí)施例的方法步驟的示意圖。
用于通過(guò)選擇性的SiGe基極外延產(chǎn)生的DPSA晶體管的已知生產(chǎn)方法在例如DE 199 58 062 C2中進(jìn)行了完全的描述。這里描述用于理解第二實(shí)施例的最重要的生產(chǎn)步驟，首先是選擇性的基極淀積。
圖2a示出了在SiGe基極一體化之前DPSA晶體管的狀態(tài)。例如，已知的淺溝槽隔離在這里用作絕緣。在這種平面絕緣的情況下，摻n-雜質(zhì)的集電極25由CVD氧化物區(qū)域35被橫向絕緣。摻n+雜質(zhì)的集電極25位于低阻抗、摻高As雜質(zhì)的子集電極10上。摻n-雜質(zhì)的集電極25被厚度為40-80nm的CVD氧化物層35′覆蓋。包括p+型多晶硅基極引出端10、另一個(gè)CVD氧化物層35″和氮化物層70的堆疊在CVD氧化物層35′上形成圖案。位于摻n-雜質(zhì)的集電極25之上的發(fā)射窗F的側(cè)壁被薄氮化物隔離層71a覆蓋。用于產(chǎn)生所述隔離層71a的氮化物層71同時(shí)用于保護(hù)位于發(fā)射窗F的外側(cè)的CVD氧化物層35′的絕緣區(qū)域免受隨后的濕蝕刻。
通過(guò)濕式蝕刻，如圖2b中所示，CVD氧化物層35′相對(duì)于周?chē)牡锔綦x層71a被選擇性地在發(fā)射窗F中去除。進(jìn)行這種各向同性蝕刻，直到大約80nm的p+多晶硅懸垂物U以自定位的方式已經(jīng)出現(xiàn)。
如圖2c中所示，摻p+雜質(zhì)的SiGe基極32和少量摻雜質(zhì)的Si覆蓋層(n-或p-)34在CVD反應(yīng)器中通過(guò)選擇性的外延淀積在n+型集電極25的裸露的硅區(qū)域上。
在選擇性的外延期間，為了盡可能避免在隨后的處理步驟期間硼原子的擴(kuò)散，C(1×1018cm-3-1×1020cm-3)也根據(jù)圖2c混入摻p+雜質(zhì)的SiGe基極中。進(jìn)行選擇性的SiGe/Si層32、34淀積，直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與基極引出端的空的p+型多晶硅的低阻抗接觸。然后，選擇性地相對(duì)于氧化物和Si在磷酸中去除氮化物隔離層71a和其它氮化物輔助層70、71。
然后，根據(jù)圖2d，氧化物隔離層80設(shè)置在發(fā)射窗F的側(cè)壁上，其隨后將p+型基極引出端40與摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極區(qū)域絕緣或在摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極多晶硅的淀積期間保護(hù)p+型基極引出端40的其它側(cè)邊。
然后，根據(jù)圖2e，類(lèi)似于對(duì)圖1a、b的描述，摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層60a、b在CVD反應(yīng)器中通過(guò)不同的外延在整個(gè)區(qū)域淀積。在這種情況下，摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層作為在空的硅區(qū)域上的單晶發(fā)射極區(qū)域60a和作為在氧化物區(qū)域上的多晶發(fā)射極區(qū)域60b而成長(zhǎng)。
如上所述，這里在該淀積期間以1×1019cm-3至2×1020cm-3的濃度將C也混入是有利的。在該淀積之后，大約20nm薄氮化物層90也施加在摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層60a、b上并且產(chǎn)生的雙層通過(guò)光致技術(shù)各向異性地形成圖案。
之后，根據(jù)圖2f，通過(guò)光致技術(shù)，抗蝕劑掩模M圍繞DPSA晶體管的p+型多晶引出端區(qū)域被設(shè)置，和基極引出端40的p+型多晶硅(除了直接在發(fā)射窗F旁邊的剩余區(qū)域之外)上的CVD氧化物層35″，基極引出端40的p+型多晶硅的外邊緣處的氧化物隔離層80以及CVD氧化物層35′的對(duì)應(yīng)區(qū)域通過(guò)濕式蝕刻被去除。沒(méi)有被抗蝕劑掩模M保護(hù)的CVD絕緣的部分區(qū)域在這種情況下被早期蝕刻。
然后，根據(jù)圖2g，去除掩模M并且在基極引出端40的p+型多晶硅的空的區(qū)域上產(chǎn)生硅化物層95。之后，淀積SiO2層并且通過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨將該層變平，由此得到厚度大約1500nm的中間氧化物層100。在這種狀態(tài)下，為了激活n+型發(fā)射極區(qū)域中的雜質(zhì)進(jìn)行根據(jù)上文圖1b所述的退火步驟(例如，980℃，5s)。在這種情況下，為了形成在圖2g中沒(méi)有描述的單晶發(fā)射極區(qū)域31，雜質(zhì)從單晶n+型發(fā)射極區(qū)域60b擴(kuò)散到下面的Si覆蓋層34中幾納米(參照?qǐng)D1b)。圖2g示出了完成的DPSA晶體管，該晶體管另外設(shè)有W接點(diǎn)96、97、98，例如由AlCu制成的線110連接到接點(diǎn)。
圖3a-g是根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)DPSA晶體管的方法的第三個(gè)實(shí)施例的方法步驟的示意圖。
第三實(shí)施例是通過(guò)整個(gè)區(qū)域不同SiGe外延產(chǎn)生的DPSA晶體管。
已知的通過(guò)整個(gè)區(qū)域不同SiGe基極外延生產(chǎn)的DPSA晶體管的生產(chǎn)方法在WO02/061843A1中進(jìn)行了完全的描述。這里描述用于理解第三實(shí)施例的最重要的生產(chǎn)步驟，首先是選擇性的基極淀積。
根據(jù)WO02/061843A1中所示的實(shí)施例，第三實(shí)施例對(duì)應(yīng)于圖10至13中所示的例子，其中內(nèi)隔離層在發(fā)射窗中。在最近的文獻(xiàn)中(例如，見(jiàn)Jagannathan et al，IEEE Electron Device Letters，Vol.23，2002，pp.258-260)中也示出了類(lèi)似晶體管結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。
根據(jù)圖3a，在具有如在第二示例性的應(yīng)用中已經(jīng)描述的埋入的n-型集電極25的CVD絕緣氧化物區(qū)域35上，在CDV反應(yīng)器中通過(guò)整個(gè)區(qū)域不同的SiGe/Si外延淀積摻P+雜質(zhì)的SiGe基極層120并隨后淀積摻少量雜質(zhì)的厚度在10和40nm之間的Si覆蓋層130。以如在第一示例性應(yīng)用中相同的方式，SiGe層120在該淀積期間設(shè)有1×1018cm-3和1×1020cm-3之間的C濃度。在該淀積期間，層120和130以單晶方式在n-型集電極25的空的硅區(qū)域上以及以多晶方式在氧化物區(qū)域35(圖3a中的虛線)上生長(zhǎng)。在這種情況下，摻少量雜質(zhì)的Si覆蓋層130可以是摻n-或p-雜質(zhì)的。
根據(jù)圖3b，然后，在后者之上，在整個(gè)區(qū)域淀積薄CVD氧化物層140和氮化物層150。通過(guò)光致技術(shù)，氮化物層150在有源晶體管區(qū)域上選擇性地相對(duì)于下面的CVD氧化物層140各向異性地形成圖案。由此在CVD氧化物層140上產(chǎn)生的氮化物掩膜限定隨后的發(fā)射窗F。
然后，如圖3c中所示，CVD氧化物層140在不被氮化物掩膜150覆蓋的區(qū)域中被以濕式化學(xué)方式去除。在WO02/061843A1中的示例性實(shí)施例中，空的摻少量雜質(zhì)的p型Si覆蓋層130現(xiàn)在以濕式化學(xué)方式和選擇性地相對(duì)摻p+雜質(zhì)的SiGe基極層120被去除。該步驟在本示例性實(shí)施例中是不必的，因?yàn)樗鰧右材軌蛲ㄟ^(guò)從將隨后提供的p+型基極引出端的擴(kuò)散而在摻雜質(zhì)。例如，發(fā)射極激活熱步驟可以用于該目的或可以在隨后疊置摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層之前進(jìn)行另外的熱步驟。在這種情況下，引入到SiGe基極層120中的碳(C)防止后者擴(kuò)散。
在該示例性實(shí)施例中，裸露的摻少量雜質(zhì)的p-型Si覆蓋層130以濕式化學(xué)方式從例如20nm變薄到10nm，因此，例如通過(guò)后面的發(fā)射極激活熱步驟，可靠地進(jìn)行所述再摻雜質(zhì)而不增加處理復(fù)雜性。在未被氮化物掩膜覆蓋的區(qū)域上，如圖3c中所示，在CVD反應(yīng)器中，基極引入端160現(xiàn)在以100-200nm的厚度通過(guò)選擇性的外延以在原地?fù)絧+雜質(zhì)(＞1×1020cm-3)的方式淀積。
在這種情況下，它以單晶方式在p-型Si覆蓋層130的單晶區(qū)域上以及以多晶方式在p-型Si覆蓋層130的多晶區(qū)域上生長(zhǎng)。相反，在這些選擇性的淀積條件下在氮化物掩膜150上沒(méi)有生長(zhǎng)發(fā)生。其次的步驟是以例如200nm的厚度在整個(gè)區(qū)域淀積CVD氧化物層170。
如圖3d所示，由此生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)通過(guò)CMP步驟(CMP＝化學(xué)機(jī)械研磨)變平，由此去除在發(fā)射窗口F中的氮化物掩膜。
然后，圍繞DPSA晶體管的包括CVD氧化物層170的基極引出端覆蓋它，下面的p-型Si覆蓋層130和下面的p+型SiGe基極層120通過(guò)光致技術(shù)各向異性地形成圖案。其次，在發(fā)射窗F中的氮化物掩膜150選擇性地相對(duì)于下面的CVD氧化物層140以濕式化學(xué)或干式化學(xué)的方式去除，并且優(yōu)選由氮化物制成的隔離層180以已知的方式設(shè)置在摻p+型雜質(zhì)的基極引出端160的側(cè)壁和覆蓋后者的CVD氧化物層170。這種隔離層180′在每一種情況下在同一步驟還設(shè)置在未覆蓋的層120、130、160、170的外側(cè)面。圖3e中示出了相應(yīng)的處理狀態(tài)。
根據(jù)圖3f，通過(guò)濕式蝕刻，CVD氧化物層現(xiàn)在在發(fā)射窗F的底部處被去除，由此去除發(fā)射窗F中的p-型Si覆蓋層130。
如第二個(gè)示例性實(shí)施例中已經(jīng)所述，摻n+雜質(zhì)的發(fā)射極層60a、b然后以單晶的方式通過(guò)不同的外延淀積在有源晶體管區(qū)域上并且以多晶方式淀積在周?chē)膮^(qū)域上。用于完成這種通過(guò)整個(gè)區(qū)域SiGe基極淀積生產(chǎn)DPSA晶體管的進(jìn)一步的處理步驟與如圖2e-g中所述的第二示例性實(shí)施例相同。圖3g中示出了根據(jù)第二實(shí)施例的完成的DPSA晶體管結(jié)構(gòu)，其中160′表示擴(kuò)散基極引出端區(qū)域。
標(biāo)號(hào)表25集電極區(qū)域30基極區(qū)域35、35′、35″氧化物層40、160、160′基極引出端區(qū)域55′、80、180、180′ 氧化物側(cè)壁隔離層60a、b單晶，多晶60a′、b′發(fā)射極F 發(fā)射窗1 硅襯底10子集電極區(qū)域70、71氮化物層71a 氮化物側(cè)壁隔離層U 懸垂物32、120 基極基層34、130 基極覆蓋層90氮化物掩膜M 光掩膜100 中間絕緣體96、97、98接點(diǎn)110 布線95硅化物140 氧化物層150 氮化物層170 氧化物層+
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)雙極晶體管的方法；包括如下步驟提供具有埋入其中的第一導(dǎo)電類(lèi)型(n)的集電極區(qū)域(25)的半導(dǎo)體襯底(1)，所述集電極區(qū)域朝向頂部是裸露的；在集電極區(qū)域(25)之上設(shè)置作為基極區(qū)域(30；32、34；120、130)的第二導(dǎo)電類(lèi)型(p)的單晶基極基區(qū)域(30；32；120)和第一或第二導(dǎo)電類(lèi)型(n、p)的可選的單晶基極覆蓋區(qū)域(34；130)；在基極區(qū)域(30；32、34；120、130)之上設(shè)置第二導(dǎo)電類(lèi)型(p)的基極引出端區(qū)域(40；160)；在基極引出端區(qū)域(40；160)之上設(shè)置第一絕緣區(qū)域(35；35″；170)為了至少部分露出基極區(qū)域(30；32、34；120、130)，在絕緣區(qū)域(35；35″；170)和基極引出端區(qū)域(40；160)中形成窗(F)；為了絕緣基極引出端區(qū)域(40；160)，在窗中設(shè)置第一絕緣側(cè)壁隔離層(55′；80；180)；去除未覆蓋的基極區(qū)域(30；32、34；120、130)中的自然氧化物；不同地淀積發(fā)射極層(60a、60b)并使其形成圖案，該發(fā)射極層在基極區(qū)域(30；32、34；120、130)之上形成單晶發(fā)射極區(qū)域(60a)并且在第一絕緣區(qū)域(35；35″；170)和第一側(cè)壁隔離層(55′；80；130)之上形成多晶發(fā)射極區(qū)域(60a)；以及為了部分地驅(qū)動(dòng)晶體發(fā)射極區(qū)域(60a)進(jìn)入基極區(qū)域(30；32、34；120、130)并且為了形成加大的晶體發(fā)射極區(qū)域(60a′)進(jìn)行熱處理步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，碳被混入發(fā)射極層(60a、60b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，熱處理步驟是迅速退火步驟，優(yōu)選為燈加熱退火步驟。
4.根據(jù)在先權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，第二絕緣區(qū)域(35′)設(shè)置在集電極區(qū)域(25)和基極引出端區(qū)域(40；160)之間，并且在基極區(qū)域(32、34)選擇性地形成在集電極區(qū)域(25)上的發(fā)射窗(F)中之前，第二絕緣區(qū)域(35′)通過(guò)在窗(F)中的濕式化學(xué)蝕刻被開(kāi)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，基極區(qū)域(120、130)淀積在具有埋在其中的集電極區(qū)域(25)的半導(dǎo)體襯底(1)的整個(gè)區(qū)域上，所述集電極區(qū)域朝向頂部是裸露的，掩膜區(qū)域(140、150)根據(jù)隨后的發(fā)射窗(F)形成在基極區(qū)域(120、130)之上，所述掩膜區(qū)域被埋置在基極引出端區(qū)域(160)和上覆的第一絕緣區(qū)域(170)中，之后形成窗(F)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，基極引出端區(qū)域(40；160)以在原地?fù)诫s質(zhì)的方式通過(guò)選擇性的外延在基極區(qū)域(120、130)之上生長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，掩膜區(qū)域(140、150)具有氧化物層(140)和上覆的氮化物層(150)，氮化物層(150)在形成窗(F)期間被去除，第一側(cè)壁隔離層(180)在氧化物層(140)上形成在窗(F)中，然后氧化物層(140)通過(guò)濕式化學(xué)蝕刻被開(kāi)口。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，基極區(qū)域(120、130)具有下部摻雜質(zhì)更高的第一基極基層(120)和上部摻雜質(zhì)更少基極覆蓋層(130)，在基極覆蓋層(130)之上設(shè)置基極引出端區(qū)域(160)，基極覆蓋層(130)在熱處理步驟期間從基極引出端區(qū)域(160)被向上摻雜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，基極覆蓋層(130)在形成掩膜區(qū)域(140、150)之后減薄。
10.根據(jù)在先權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在未覆蓋的基極區(qū)域(30；32、34；120、130)中的自然氧化物的去除通過(guò)在氫氣環(huán)境中的熱處理在外延反應(yīng)器中進(jìn)行并且發(fā)射極層(60a、60b)的不同淀積隨后在外延反應(yīng)器中在原地進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)雙極晶體管的方法；包括如下步驟提供具有埋入其中的第一導(dǎo)電類(lèi)型(n)的集電極區(qū)域(25)的半導(dǎo)體襯底(1)，所述集電極區(qū)域朝向頂部是裸露的；設(shè)置單晶基極基區(qū)域(30；32；120)；在基極區(qū)域(30；32、34；120、130)之上設(shè)置第二導(dǎo)電類(lèi)型(p)的基極連接區(qū)域(40；160)；在基極連接區(qū)域(40；160)之上設(shè)置絕緣區(qū)域(35；35″；170)；在絕緣區(qū)域(35；35″；170)和基極連接區(qū)域(40；160)中形成窗(F)，以至少部分暴露基極區(qū)域(30；32、34；120、130)；為了絕緣基極連接區(qū)域(40；160)，在窗中設(shè)置絕緣側(cè)壁隔離層(55′；80；180)；不同地淀積發(fā)射極層(60a、60b)并使其形成圖案，發(fā)射極層在基極區(qū)域(30；32、34；120、130)之上形成單晶發(fā)射極區(qū)域(60a)并且在第一絕緣區(qū)域(35；35″；170)和第一側(cè)壁隔離層(55′；80；130)之上形成多晶發(fā)射極區(qū)域(60a)；以及進(jìn)行熱處理步驟。
文檔編號(hào)H01L29/06GK1717793SQ200480001540
公開(kāi)日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月14日
發(fā)明者約瑟夫·伯克, 托馬斯·梅斯特, 賴(lài)因哈德·施滕格爾, 赫伯特·舍費(fèi)爾 申請(qǐng)人:印芬龍科技股份有限公司